國產科幻片《流浪地球》帶來了一波科幻熱,影片中地上的環境因為地球在遠離太陽而變得異常寒冷,不適合人類生存,因此人類都居住在地下城裡。那麼,除了人類,地球上還有那麼多生物,在這種地球環境下,生物又該如何進化呢?
根據進化論的觀點,自然選擇是進化的動力之一。地球遠離太陽的過程會形成自然環境的變化,那麼這個自然之手肯定會將現存物種進行一番篩選,留下那些適應環境的物種,淘汰那些不適應的物種。
地球環境會如何變化
根據電影和小說的設定,地球停止自轉,晝夜變得很長。也就是說,有的地方很長時間處於白天,有的地方很長時間處於黑夜。這有點類似於北極地區和南極地區的極晝極夜現象。然後隨著地球的遠離,地表氣溫降低,正如影片中呈現出來的冰封的場景。
自然選擇
這種環境的變化帶來兩大問題:一是陽光的問題,一是低溫環境問題。
陽光的問題造成影響最大的是植物的光合作用。問題主要在於植物生物鐘的改變。過去那種習慣了24小時更替一晝夜的植物,白天光合作用製造氧氣,晚上呼吸作用釋放二氧化碳,現在面臨白天和黑夜都變長的局面。那麼,能發展出適應新的環境的生物鐘的植物就能留存下來。
低溫的問題則是對絕大部分生物的考驗。氣溫的降低是發生在短時間內的(小說中僅僅幾十年時間),可以預見,現有的大部分植物都不適應這種變化,它們會成批地死亡。也可能會有少數的植物適應,參考北極圈內的植物,可能主要留存下來的是地衣、苔蘚,或者少量零星分布的稀疏針葉林和灌木。動物則會因為生存環境的惡化、食物資源的減少而數量迅速減少。其他生物也會因低溫環境的出現而發生改變。

值得一提的是,陽光並不是生物生存的必要條件。現有地球上就存在著不依賴陽光的生物群落,如海底黑煙囪附近的生物群落。海底黑煙囪是海底的熱液噴口,通常分布在火山活動的地方。這裡的生物群落包括巨型管蟲、蝦、葡萄蟹、海螺、貽貝等複雜動物,它們靠這裡生存的古菌所產生的化學物質如葡萄糖來生存。而古菌也不需要陽光,而是依賴熱液噴口海水中的氫氣、硫化氫等物質來形成葡萄糖和硫酸。

所幸地球上還攜帶著大量的水,這才是生命存在不可或缺的條件。雖然海洋表面會冰封,但因為地熱的存在,仍然會有大量的液態水,這就給生命提供了生存的基礎。水是地球生命發生化學反應的重要溶劑,沒有水,很多重要的化學反應無法發生,生命也就無法存在。即使像海底黑煙囪附近的生物群落,它們可以脫離太陽而存在,但是絕不能脫離水而存在。
人工選擇
以上討論的是在沒有人幹預的情況下自然對生物物種的選擇,可是別忘了,我們還有人工選擇。只要有能源,人類可以選擇一些生存必須的物種保護下來。人工選擇雖然看上去不如自然選擇那麼強大,但也是生物進化中的重要推動力。
《流浪地球》中設想的地球流浪時間為大約2500年,這個時間看似很長,但對地球上如此眾多的生物來說,只是很短的一段進化時間,雖然會有大量的物種滅絕,但也有適應環境的物種留存。等到地球找到新的太陽,仍然會恢復生機盎然的狀態。